1、Xxx零件加工工藝方案的分析學生，XXX，XXX（具體過程可參考下面的例子，但包括包含零件分析、毛坯的確定、工藝路線的擬定（方案對比），每道加工工序定位夾緊方案、設備的確定、切削用量確定，典型工序刀具的選擇（兩道）每題4人，2人一組，每組負責小批量或大批量的工藝方案分析，不能重復。4.1零件分析1零件的作用撥叉是變速箱的換檔機構中的一個主要零件。它撥動滑移齒輪，改變其在齒輪軸上的位置，可以上下移動或左右移動，從而實現不同的速度切換。24孔套在變速叉軸上，M8螺紋孔用于變速叉軸螺釘聯結，撥叉腳則夾在雙聯變換齒輪的槽中。變速操縱機構通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯

2、變換齒輪在花鍵軸上滑動，從而實現變速。2零件材料零件材料為45鋼，為優質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工。這種鋼的機械性能很好，但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好，45號鋼可以淬硬至HRC4246。常將45鋼表面滲碳淬火。3零件的工藝分析圖4-1零件圖由零件圖4-1可知，其材料為45鋼。具有較高的強度和較好的切削加工性。屬典型的叉桿類零件。為實現換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為HRC不小于50；為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔24的垂直度要求為0.05mm，

3、平面度為0.08mm。撥叉采用M8緊固螺釘定位。撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度；24孔和M8螺紋孔的端面均為平面，鉆孔工藝性較好；另外，該零件除主要工作表面(撥叉腳兩端面、變速24叉軸孔，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床、攻螺紋的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。主要工作表面為撥叉腳兩端面和24叉軸孔。由于撥叉在工作時承受一定的力，因此要有足夠的強度、剛

4、度和韌性。4主要加工表面看零件圖上粗糙度符號，有機加工要求的都要加工。（1），表面粗糙度Ra1.6。（2）M8-6H 螺紋加工，需要鉆孔、攻螺紋。（4）撥叉頭兩端加工，保尺寸40，表面粗糙度Ra3.2。（5）撥叉腳兩端面，保證尺寸12，表面粗糙度Ra3.2。（6）撥叉角內表面R25加工。5確定零件的生產類型依設計題目知：產品的年產量為4000臺/年，每臺產品中該零件數量為1件/臺；結合生產實際，備品率和廢品率分別取2%和0.5%，零件年產量為：N=4000臺/年1件/臺(1+2%)(1+0.5%)=4100.4件/年生產類型為大量生產。4.2確定毛坯、繪制毛坯簡圖1選擇毛坯撥叉在工作過程中要承

5、受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產類型屬大批生產，為提高生產率和鍛件精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5。2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量（1）公差等級由撥叉的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。（2）鍛件重量按設計圖紙，撥叉的質量m0.33kg。可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg（密度取7.810-6kg/mm3）。（3）鍛件形狀復雜系數對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即l=95，b=65，h=45；該撥叉鍛件的形狀復雜系數為：=0.44kg/(95654

6、57.810-6kg/mm3)0.44/2.170.203由于0.203介于0.16和0.32之間，故該撥叉的形狀復雜系數屬S3級。（4）鍛件材質系數由于該撥叉材料為45鋼，是碳的質量分數小于0.65的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬M1級。（5）鍛件分模線形狀根據該撥叉件的形位特點，選擇零件高度方向通過螺紋孔軸心的平面為分模面，屬平直分模線。（6）由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6。根據上述諸因素，可查機械制造設計基礎課程設計表2.13確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表2.1中。表4-1撥叉機械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差（單位：mm）加工表面零件尺寸機械加

7、工余量毛坯公差毛坯尺寸撥叉頭左右端面1.52（取2）1.6()44()撥叉角內表面R251.52（取1.5）1.4()R23.5()撥叉角兩端面121.52（取2）1.4()16()撥叉頭孔2.01.4()()3.繪制撥叉鍛造毛坯簡圖由表4-1所得結果，繪制毛坯簡如圖4-2所示。圖4-2 毛坯簡圖4.3工藝方案和內容的論證1定位基準的選擇定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。（1）精基準的選擇叉軸孔的軸線是撥叉腳兩端面設計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設計基準。選用叉軸孔的軸線和撥叉頭左端面作精基準定位加工撥叉腳兩端面，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證

8、了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產生彎曲變形，選用撥叉頭左端面作精基準，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機械加工中產生夾緊變形，夾緊穩定可靠。（2）粗基準的選擇選擇變速叉軸孔24的外圓面和撥叉頭右端面作粗基準。采用24外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面作粗基準加工左端面，可以為后續工序準備好精基準。2擬訂工藝路線工藝路線的擬訂是制訂工藝規程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗及其他輔助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影響加工的質量和效率，而且影響到工人的勞動強度、設備投資、車間

9、面積、生產成本等。因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規程的關鍵性一步，必須在充分調查研究的基礎上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經濟合理的方案。（1）表面加工方法的確定根據零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查手冊確定平面加工法案的經濟精度和表面粗糙度；查手冊確定孔加工法案的經濟精度和表面粗糙度，確定撥叉零件各表面的加工方法，如表4-2所示。表4-2撥叉零件各表面加工方案（單位：mm）加工表面尺寸及偏差尺寸精度等級表面粗糙度加工方案撥叉角兩端面IT10Ra3.2粗銑半精銑磨削撥叉頭孔IT7Ra1.6鉆擴粗精鉸螺紋孔M8-6HIT6Ra3.2鉆絲錐攻內螺紋撥叉頭左端面IT10Ra6

10、.3粗銑半精銑撥叉頭右端面IT10Ra3.2粗銑半精銑撥叉角內表面R25IT12Ra6.3粗銑凸臺12IT13Ra12.5粗銑（2）加工階段的劃分該撥叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準(撥叉頭左端面和叉軸孔)準備好，使后續工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、撥叉腳內表面、撥叉腳兩端面的粗銑、凸臺。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的半精銑加工和螺紋孔的鉆孔絲錐攻絲；在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨削加工。（3）工序的集中與分散選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產類型為大批生產，

11、可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。（4）工序順序的安排1）機械加工工序遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準撥叉頭左端面和叉軸孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面撥叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面螺紋孔；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔；先銑凸臺，加工螺紋孔M8。由此初擬撥叉機械加工工序安排如表4-3所示。表4-3撥叉機械加工工序安排（初擬）

12、（單位：mm）工序號工序內容簡要說明1粗銑撥叉頭兩端面先基準后其它2半精銑撥叉頭左端面（主要表面）先基準后其他、先面后孔、先主后次3擴、鉸24孔（主要表面）先面后孔、先主后次4粗銑撥叉腳兩端面（主要表面）先粗后精5銑凸臺（次要表面）先面后孔、先主后次6鉆、攻螺紋M8孔（次要表面）先面后孔（精加工開始）7半精銑拔叉頭右端面先粗后精8半精銑撥叉腳兩端面先粗后精9磨削撥叉腳兩端面先粗后精2）熱處理工序模鍛成型后切邊，進行調質，調質硬度為HB240280，并進行酸洗、噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高其

13、耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。工序8、9之間增加熱處理工序，即：撥叉腳兩端面局部淬火。3）輔助工序粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，應安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序為：基準加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。4）確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，擬定撥叉的工藝路線如表4-4所示。表4-4撥叉機械加工工藝路線（修改后）（單位：mm）工序號工序內容定位基準1粗銑撥叉頭兩端面端面、24孔外圓2半精銑撥叉頭左端面右端面、24孔外圓3鉆

14、、擴、粗絞、精絞24孔右端面、24孔外圓、叉爪口內側面4粗銑撥叉腳兩端面5校正撥叉腳左端面、24孔6銑叉爪口內表面左端面、24孔、叉爪口外側面7半精銑撥叉腳兩端面左端面、24孔8半精銑撥叉頭右端面左端面、24孔外圓9粗銑凸臺左端面、24孔、叉爪口內側面10鉆、攻絲M8螺紋孔左端面、24孔、叉爪口內側面11去毛刺12中檢13熱處理撥叉腳兩端面局部淬火14校正撥叉腳15磨削撥叉腳兩端面左端面、24孔16清洗17終檢3加工設備及工藝裝備的選用機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質量的前提下，與生產批量和生產節拍相適應，并應優先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現有條件，

15、以降低生產準備費用。撥叉的生產類型為大批生產，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可選用通用設備，所選用的夾具均為專用夾具。各工序加工設備及工藝裝備的選用如表4-5所示。表4-5加工設備及工藝裝備工序號工序內容加工設備工藝裝備1粗銑撥叉頭兩端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀、游標卡尺2半精銑撥叉頭左端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀、游標卡尺3鉆、擴、粗絞、精絞24孔立式鉆床525麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規4粗銑撥叉腳兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標卡尺5校正撥叉腳鉗工臺手錘、6銑叉爪口內側面立式銑床X51銑刀、游標卡尺7半精銑撥叉腳兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標卡尺8半精銑撥叉頭

16、右端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標卡尺9粗銑凸臺臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標卡尺10鉆、攻絲M8螺紋孔立式鉆床525復合鉆頭、絲錐、卡尺、塞規11去毛刺鉗工臺平銼、12中檢塞規、百分表、卡尺等13熱處理撥叉腳兩端面局部淬火淬火機等14校正撥叉腳鉗工臺手錘15磨削撥叉腳兩端面平面磨床M7120A砂輪、游標卡尺16清洗清洗機17終檢塞規、百分表、卡尺等4.4工序設計與計算1確定加工余量、工序尺寸和公差。工序1粗銑撥叉頭兩端面、工序2半精銑撥叉頭左端面和工序8半精銑撥叉頭右端面工序1、工序2和工序8的加工過程如圖4-3所示。工序1：以右端面定位，粗銑左端面，保證工序尺寸L1；以左端面定位，粗銑右端面

17、，保證工序尺寸L；工序2：以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸L3。工序8：以左端面定位，半精銑右端面，保證工序尺寸L4，達到零件圖設計尺寸L的要求，。由圖4-3所示加工過程示意圖，建立分別以Z2、Z3和Z4為封閉環工藝尺寸鏈如圖4-4所示。圖4-3加工過程示意圖 圖4-4 工藝尺寸鏈圖（1）求解工序尺寸L3：查手冊得平面精加工余量，得半精銑余量Z4=1，由圖4-3知，從圖4-4c知，Z4=L3-L4，則L3=L4+Z4=40+1= 41 。由于工序尺寸L3是在半精銑加工中保證的，查手冊得平面加工法案和表面粗糙度知，半精銑工序的經濟加工精度等即可達到左端面的最終加工要求IT10，因此確定該

18、工序尺寸公差為ITl0，其公差值為0.1，故L3=410.05.（2）求解工序尺寸L2：查手冊得平面精加工余量，得半精銑余量Z3=1，由圖4-4（b）知， L2=L3+Z3=41+1=42。由于工序尺寸L2是在半精銑加工中保證的，查手冊得平面加工法案和表面粗糙度知，半精銑工序的經濟加工精度等即可達到左端面的最終加工要求IT10，因此確定該工序尺寸公差為ITl0，其公差值為0.1，故L2=420.05。（3）求解工序尺寸L1：右端加工余量，即Z2=2- Z4=2-1=1，由圖4-4（a）知，Z2=L1-L2， 則L1=L2+Z2=42+1=43。查手冊得平面加工方案的經濟度和表面粗糙度，確定該粗

19、銑工序的經濟加工等級為IT13，其公差為0.39，故L1=430.185。為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對加工余量進行校核。1）余量Z4的校核 在圖4-4c所示尺寸鏈中Z4是封閉環，由豎式法(如表4-6)計算可得：。表4-6 余量Z3的校核計算表（單位：mm）環的名稱基本尺寸上偏差下偏差L3(增環)41+0.05-0.05L4(減環)-40+0.10Z41+0.15-0.052）余量Z3的校核 在圖4-4b)所示尺寸鏈中Z3是封閉環，由豎式法(如表4-7)計算可得：。表4-7 余量Z3的校核計算表（單位：mm）環的名稱基本尺寸上偏差下偏差L2(增環)42+0.05-0.05L3(減環

20、)-41+0.05-0.05Z31+0.1-0.13）余量Z2的校核 在圖4-4c)所示尺寸鏈中Z2是封閉環，由豎式法計算可得：表4-8 余量Z2的校核計算表（單位：mm）環的名稱基本尺寸上偏差下偏差L1(增環)43+0.185-0.185L2(減環)-42+0.05-0.05Z21+0.235-0.235余量校核結果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示：。（4）工序100鉆、攻螺紋M8螺紋孔由于M8螺距為1，則先鉆孔余量為Z鉆=7mm。由表得螺紋底孔（鉆孔用麻花鉆）直徑為7。5切削用量的計算（1）工序1 粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個工步，工步1是以右端面定位，粗銑

21、左端面；工步2是以左端面定位，粗銑右端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度和進給量是一樣的。1）背吃刀量 工步1的背吃刀量取為Zl，Z1等于左端面的毛坯總余量減去工序2的余量Z3，即Z1=2 - 1 = 1；而工步2的背吃刀量取為Z2，故= Z2=1。2）進給量 由立式銑床X51功率為4.5kW，查手冊得高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量取為0.08mm/z3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 、齒數z=10。查手冊得高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度v=44.9 m/min。則 （r

22、/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查手冊，取轉速=160r/min，故實際銑削速度（m/min）當=160r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為（mm/min）可查手冊得機床進給量為125（mm/min）（2）工序2 半精銑撥叉頭左端面1）背吃刀量 。2）進給量 由本工序表面粗糙度Ra，6.3m，查手冊得高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉進給量取為0.4mm/r，故每齒進給量為0.04mm/z3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 、齒數、，查手冊得高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。則 （r/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查手冊，取轉速=180r/mi

23、n，故實際銑削速度（m/min）當=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量應為（mm/min）可查手冊得機床進給量為80（mm/min）（3）工序8 半精銑撥叉頭右端面1）背吃刀量 。2）進給量 由本工序表面粗糙度Ra，3.2m，查手冊，高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉進給量取為0.4mm/r，故每齒進給量為0.04mm/z3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 、齒數、，查手冊，高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。則 （r/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查手冊，取轉速=180r/min，故實際銑削速度（m/min）當=210r/min時，工作臺的每分鐘進給

24、量應為（mm/min）可查手冊得機床進給量為80（mm/min）（4）工序10鉆、攻螺紋M81）鉆孔工步由工件材料為45鋼、孔、高速鋼鉆頭，查手冊，高速鋼麻花鉆鉆銷碳鋼的切削用量得，切削速度Vc=20m/min，進給量=0.20 mm/r。取=7。則 （r/min）由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉速=960r/min，故實際切削速度（m/min）2）攻螺紋由于螺紋螺距為1mm則進給量為f=1mm/r，查手冊，組合機床上加工螺紋的切削速度v=38m/min，取v=5 m/min所以該工位主軸轉速由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉速n=195r/min，故實際切削速則 （m/min）4.6課

25、程設計總結機械制造工藝學課程設計終于圓滿結束了。回憶這段日子，用一句話可以表達它痛并快樂著。遇到困難的做不出來的時候真的是很痛苦，而當做了很久終于做出來的時候又有一種成就感。其中的艱辛和滿足只有親自經歷了才能體驗到，從剛拿到題目的迷茫，到設計過程中一點點的明了，再到迷茫，再到最終的結果，確實讓自己學到了許多東西，不光是對專業知識的復習和鞏固，更重要的是在這個設計過程中讓自己學會了面對困難時不要退縮的精神，很多問題只要再堅持一點點就可以解決的。設計中體現了我們學機械縝密的思維，考慮問題的周到性。當然在本次設計中也找到了自己的不足，很多以前學過的專業知識都感到很陌生了，不得不再去補習，效率也不怎么高。課程設計是培養學生綜合運用所學知識，發現，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。此次設計是在學完機械制造工藝學和機械設計等課程后的一次對專業知識的綜合性的實際運用；更是在學完大學幾年來所學的所有專業課及金工實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。此次設計涉及到的知識面很廣，涉及到了材料力學、機械工程材料、機械制造工藝學、機械精度設計與測量、機械設計、機械制圖等課程的相關知識，同時還涉及到了生產實習中的一些經驗，應用到的知識廣、全面。這次設計雖然只有兩周時間，但在這段時間中使我對這次設計